In den Feldern der molekularen Biologie und Biochemie sind eine Rückseite transcriptase, auch bekannt als von der RNS abhängige DNA polymerase, eine DNA polymerase Enzym, das einzeln gestrandete RNS in die einzeln gestrandete DNA abschreibt. Es ist auch eine von der DNA ABHÄNGIGE DNA polymerase, der ein zweites Ufer der DNA synthetisiert, die zum rückabgeschriebenen einzeln gestrandeten cDNA nach dem Vermindern des ursprünglichen mRNA mit seiner Tätigkeit von RNaseH ergänzend ist. Normale Abschrift ist mit der Synthese der RNS von der DNA verbunden; folglich ist Rückabschrift die Rückseite davon.

Gut studierte Rückseite transcriptases schließt ein:

• HIV 1 Rückseite transcriptase vom menschlichen Immunschwäche-Virus-Typ 1
• M MLV kehrt transcriptase vom Leukämie-Virus von Moloney murine um
• AMV kehren transcriptase vom myeloblastosis Vogelvirus um
• Telomerase kehren transcriptase um, der den telomeres von eukaryotic Chromosomen aufrechterhält

Geschichte

Rückseite transcriptase wurde von Howard Temin an der Universität von Wisconsin-Madison, und unabhängig von David Baltimore 1970 an MIT entdeckt. Die zwei haben den 1975-Nobelpreis in der Physiologie oder Medizin mit Renato Dulbecco für ihre Entdeckung geteilt.

Die Idee von der Rückabschrift war zuerst sehr unpopulär, weil es dem Hauptlehrsatz der molekularen Biologie widersprochen hat, die feststellt, dass DNA in die RNS abgeschrieben wird, die dann in Proteine übersetzt wird. Jedoch 1970, als die Wissenschaftler Howard Temin und David Baltimore beide unabhängig das für die Rückabschrift verantwortliche Enzym entdeckt haben, genannt Rückseite transcriptase, die Möglichkeit, dass genetische Information auf diese Weise verzichtet werden konnte, wurde schließlich akzeptiert.

Funktion in Viren

Das Enzym wird verschlüsselt und durch rückabschreibende Viren verwendet, die das Enzym während des Prozesses der Erwiderung verwenden. Rückabschreibende RNS-Viren, wie retroviruses, verwenden das Enzym, um umzukehren - schreiben ihre RNS-Genome in die DNA ab, die dann ins Gastgeber-Genom integriert und zusammen damit wiederholt wird. Rückabschreibende DNA-Viren, wie der hepadnaviruses, können RNS erlauben, als eine Schablone in der Versammlung und dem Bilden von DNA-Ufern zu dienen. HIV steckt Menschen mit dem Gebrauch dieses Enzyms an. Ohne Rückseite transcriptase würde das Virengenom nicht im Stande sein, sich in die Gastgeber-Zelle zu vereinigen, auf den Misserfolg der Fähigkeit hinauslaufend, zu wiederholen.

Prozess der Rückabschrift

Rückseite transcriptase schafft einzeln gestrandete DNA von einer RNS-Schablone.

In Virus-Arten mit der Rückseite transcriptase das Ermangeln an von der DNA ABHÄNGIGER DNA polymerase Tätigkeit kann die Entwicklung der doppelt gestrandeten DNA vielleicht durch die Gastgeber-verschlüsselte DNA polymerase δ getan werden, die Viren-DNA-RNS mit einer Zündvorrichtung verwechselnd und eine doppelt gestrandete DNA durch den ähnlichen Mechanismus als in der Zündvorrichtungseliminierung synthetisierend, wo die kürzlich synthetisierte DNA die ursprüngliche RNS-Schablone versetzt.

Der Prozess der Rückabschrift ist äußerst fehlbar, und es ist während dieses Schritts, dass Veränderungen vorkommen können. Solche Veränderungen können Rauschgift-Widerstand verursachen.

Retroviral Rückabschrift

Retroviruses, auch gekennzeichnet als Klasse VI ssRNA-RT Viren, sind RNS-Rückseite das Übertragen von Viren mit einem DNA-Zwischenglied. Ihre Genome bestehen aus zwei Molekülen des positiven Sinns einzelne gestrandete RNS mit einer 5' Kappe und 3' polyadenylated Schwanz. Beispiele von retroviruses schließen Human Immunodeficiency Virus (HIV) und Menschliches T-Lymphotropic Virus (HTLV) ein. Die Entwicklung der doppelt gestrandeten DNA kommt im cytosol als eine Reihe von Schritten vor:

1. Ein spezifischer zellularer tRNA handelt als eine Zündvorrichtung und kreuzt zu einem Ergänzungsteil des Virus-Genoms genannt die Zündvorrichtung verbindliche Seite oder PBS
2. Ergänzungs-DNA bindet dann zum U5 (Gebiet nichtcodierend), und R Gebiet (eine direkte Wiederholung, die an beiden Enden des RNS-Moleküls gefunden ist) von der Viren-RNS
3. Ein Gebiet auf der Rückseite transcriptase Enzym genannt RNAse H erniedrigt das 5' Ende der RNS, die den U5 und das R Gebiet entfernt
4. Die Zündvorrichtung 'springt' dann zum 3' Ende des Virengenoms, und die kürzlich aufgebauten DNA-Ufer kreuzt zum R Ergänzungsgebiet auf der RNS
5. Das erste Ufer der Ergänzungs-DNA (cDNA) wird erweitert, und die Mehrheit der Viren-RNS wird durch RNAse H erniedrigt
6. Sobald das Ufer vollendet wird, wird die zweite Ufer-Synthese von der Viren-RNS begonnen
7. Es gibt dann einen anderen 'Sprung', wo der PBS vom zweiten Ufer mit dem ergänzenden PBS auf dem ersten Ufer kreuzt
8. Beide Ufer werden weiter erweitert und können ins Gastgeber-Genom durch das Enzym integrase vereinigt werden

Die Entwicklung der doppelt gestrandeten DNA ist auch mit Ufer-Übertragung verbunden, in der es eine Versetzung des kurzen DNA-Produktes von der anfänglichen RNS-Abhängiger-DNA-Synthese bis Annehmer-Schablone-Gebiete am anderen Ende des Genoms gibt, die später erreicht und durch die Rückseite transcriptase für seine von der DNA ABHÄNGIGE DNA-Tätigkeit bearbeitet werden.

Retroviral RNS wird in 5' Endstation zu 3' Endstation eingeordnet. Die Seite, wo die Zündvorrichtung zur Viren-RNS ausgeglüht wird, wird die Zündvorrichtung bindende Seite (PBS) genannt. Die RNS 5'end zur PBS Seite wird U5 und die RNS genannt 3' Ende zum PBS wird den Führer genannt. Die tRNA Zündvorrichtung wird zwischen 14 und 22 nucleotides abgewickelt und bildet einen mit der Basis paarweise angeordneten Duplex-mit der Viren-RNS an PBS. Die Tatsache, dass der PBS in der Nähe von der 5' Endstation der Viren-RNS gelegen wird, ist ungewöhnlich, weil Rückseite transcriptase DNA von 3' Ende der Zündvorrichtung in den 5' zu 3' Richtung (in Bezug auf die RNS-Schablone).Therefore, der Zündvorrichtung synthetisiert und transcriptase umkehrt, muss zu 3' Ende der Viren-RNS umgesiedelt werden. Um diese Wiederposition zu vollbringen, sind vielfache Schritte und verschiedene Enzyme einschließlich der DNA polymerase, ribonuclease H (RNase H) und das Polynucleotide-Abwickeln erforderlich.

Die HIV-Rückseite transcriptase hat auch ribonuclease Tätigkeit, die die Viren-RNS während der Synthese von cDNA, sowie von der DNA ABHÄNGIGE DNA polymerase Tätigkeit erniedrigt, die den Sinn cDNA Ufer in eine Antisinn-DNA kopiert, um ein doppelt gestrandetes Viren-DNA-Zwischenglied (vDNA) zu bilden.

In eukaryotes

Wenn sie

Strecken von eukaryotic bekannten Genomen weil selbstwiederholen, verwerten retrotransposons Rückseite transcriptase, um sich von einer Position im Genom zu einem anderen über ein RNS-Zwischenglied zu bewegen. Sie werden reichlich in den Genomen von Werken und Tieren gefunden. Telomerase ist eine andere Rückseite transcriptase gefunden in vielen eukaryotes einschließlich Menschen, der seine eigene RNS-Schablone trägt; diese RNS wird als eine Schablone für die DNA-Erwiderung verwendet.

In prokaryotes

Rückseite transcriptases wird auch in bakteriellem Retron msr RNAs, verschiedene Folgen gefunden, die für die Rückseite transcriptase codieren, und werden in der Synthese von msDNA verwendet. Um Synthese der DNA zu beginnen, ist eine Zündvorrichtung erforderlich. In Bakterien wird die Zündvorrichtung während der Erwiderung synthetisiert.

Struktur

Transcriptase Rückenzyme schließen eine von der RNS abhängige DNA polymerase und eine von der DNA ABHÄNGIGE DNA polymerase ein, die zusammenarbeiten, um Abschrift durchzuführen. Zusätzlich zur Abschrift-Funktion kehren retroviral transcriptases um haben ein Gebiet, das dem RNase H Familie gehört, die für ihre Erwiderung lebenswichtig ist.

Erwiderungstreue

Es gibt drei verschiedene Erwiderungssysteme während des Lebenszyklus eines retrovirus. Zuallererst synthetisiert die Rückseite transcriptase Viren-DNA von der Viren-RNS, und dann vom kürzlich gemachten Ergänzungs-DNA-Ufer. Der zweite Erwiderungsprozess kommt vor, wenn Gastgeber Zell-DNA polymerase die einheitliche Viren-DNA wiederholt. Letzt schreibt RNS polymerase II die Pro-Viren-DNA in die RNS ab, die in virions gepackt sein wird. Deshalb kann Veränderung während einer oder aller dieser Erwiderungsschritte vorkommen.

Rückseite transcriptase hat eine hohe Fehlerrate, wenn sie RNS in die DNA seitdem, verschieden von jeder anderen DNA polymerases abschreibt, es hat keine Korrektur lesende Fähigkeit. Diese hohe Fehlerrate erlaubt Veränderungen, an einer beschleunigten Rate hinsichtlich Korrektur gelesener Formen der Erwiderung anzuwachsen. Die gewerblich verfügbare Rückseite transcriptases erzeugt von Promega wird durch ihre Handbücher angesetzt als, Fehlerraten im Rahmen jeder 17000. Basis für AMV und jeder 30000. Basis für die M MLV zu haben

Anders als das Schaffen einzelnen nucleotide polymorphisms, kehren Sie transcriptases um sind auch gezeigt worden, an Prozessen wie Abschrift-Fusionen, exon das Schlurfen und Schaffen künstlicher Antisinnabschriften beteiligt zu werden. Es ist nachgesonnen worden, dass diese Schablone-Schaltungstätigkeit von Rücktranscriptase, der völlig in vivo demonstriert werden kann, einer der Gründe zu Entdeckung mehrerer tausend unkommentierter Abschriften in den Genomen von Musterorganismen gewesen sein kann.

Anwendungen

Antivirenrauschgifte

Da HIV-Gebrauch transcriptase umkehrt, um sein genetisches Material zu kopieren und neue Viren zu erzeugen (ein Teil eines retrovirus Proliferationskreises), sind spezifische Rauschgifte entworfen worden, um den Prozess zu stören und dadurch sein Wachstum zu unterdrücken. Insgesamt sind diese Rauschgifte als Rückseite transcriptase Hemmstoffe bekannt und schließen den nucleoside und die nucleotide Entsprechungen zidovudine (Handelsname Retrovir), lamivudine (Epivir) und tenofovir (Viread), sowie non-nucleoside Hemmstoffe, wie nevirapine (Viramune) ein.

Molekulare Biologie

Rückseite transcriptase wird in der Forschung allgemein verwendet, um die polymerase Kettenreaktionstechnik auf die RNS in einer Technik genannt Rückabschrift polymerase Kettenreaktion (RT-PCR) anzuwenden. Die klassische PCR Technik kann nur auf DNA-Ufer angewandt werden, aber, mit der Hilfe der Rückseite transcriptase, kann RNS in die DNA abgeschrieben werden, so PCR Analyse von RNS-Molekülen möglich machend. Rückseite transcriptase wird auch verwendet, um cDNA Bibliotheken von mRNA zu schaffen. Die kommerzielle Verfügbarkeit der Rückseite transcriptase außerordentlich verbesserte Kenntnisse im Gebiet der molekularen Biologie, als, zusammen mit anderen Enzymen, hat es Wissenschaftlern erlaubt, Folge zu klonen, und DNA zu charakterisieren.

Rückseite transcriptase ist auch in der Insulin-Produktion verwendet worden. Durch das Einfügen eukaryotic mRNA für die Insulin-Produktion zusammen mit der Rückseite transcriptase in Bakterien kann der mRNA sich ins Genom des prokaryote einfügen, und große Beträge des Insulins können geschaffen werden, das Bedürfnis ausweichend, Schwein-Bauchspeicheldrüse und andere solche traditionelle Quellen zu ernten. Das Einfügen eukaryotic DNA (statt mRNA) in Bakterien würde nicht arbeiten, weil es mit introns gebrochen wird, und erfolgreich das Verwenden des ribosomes der Bakterien nicht abschreiben würde.

Siehe auch

• CDNA-Bibliothek
• DNA polymerase
• msDNA
• Rückübertragen-Virus
• RNS polymerase
• Telomerase
• Anschreiber von Retrotransposon

Links

• Zeichentrickfilm der Rückseite transcriptase Handlung und drei Rückseite transcriptase Hemmstoffe
• Molekül des Monats (September 2002) am RCSB PDB
• HIV-Erwiderung Medizinischer 3D-Zeichentrickfilm. (November 2008). Video durch Boehringer Ingelheim.